DE1531375B2 - FLIP AND SWIVEL JOINT, RBER NOT RIGID ROTOR - Google Patents
FLIP AND SWIVEL JOINT, RBER NOT RIGID ROTORInfo
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- DE1531375B2 DE1531375B2 DE19671531375 DE1531375A DE1531375B2 DE 1531375 B2 DE1531375 B2 DE 1531375B2 DE 19671531375 DE19671531375 DE 19671531375 DE 1531375 A DE1531375 A DE 1531375A DE 1531375 B2 DE1531375 B2 DE 1531375B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
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Description
3 43 4
a) Die Rotorarme sind als Blattwinkelhülsen aus- Blattverstellachse und der Mittellage des schwingengebildet; den Blattes festgelegt, wobei durch richtige Wahl des • b) die Blattwinkelhülsen sind gegenüber der Ro- Winkels α sich beim gelenklosen Rotor — aber nur tordrehebene in einem festen, den Konuswinkel bei diesem — die Steuerkräfte, die Rücksteuerungs-(a) bildenden Winkel nach oben eingestellt; 5 effekte sowie die Stabilität der Blattschwingungena) The rotor arms are formed as blade angle sleeves from the blade adjustment axis and the central position of the swing; the blade set, with the correct choice of • b) the blade angle sleeves are opposite to the Ro angle α in the hingeless rotor - but only door rotation plane in a fixed, the cone angle with this - the control forces, the reverse control (a) forming angle set upwards; 5 effects as well as the stability of the blade vibrations
c) jedes Rotorblatt weist einen in Schwenk- und entsprechend den Erfordernissen beeinflußen lassen. Schlagrichtung biegeweichen, aber torsionsstei- Du^ch dl? gegenseitige Beeinflußung der Wirkunfen Halsabschnitt auf; gen, die sich durch die Verwendung der Merkmalec) each rotor blade has a pivot and can be influenced according to the requirements. Direction of impact pliable, but torsionally stiff- Du ^ ch dl ? mutual influence of the effects on the neck section; gen, which are distinguished by the use of the characteristics
,ν , TT . , , . ' j. ...... - . t des erfmdungsgemaßen Rotors ergeben, werden noch, ν, TT . ,,. 'j. ...... -. t of the rotor according to the invention are still
d) der Halsabschmtt stellt die emstuckige Fortset- io fol de we^eQ Einzelwirkungen zusätzlich erzielt: zung des Tragholmes des Flugelabschmttes dar. ßie Anordming des starren Rotorkopfes zusammen mit einem im Halsbereich biegeweichen Rotor-d) the Halsabschmtt provides ätzlich achieves the emstuckige continuation io fol de we ^ eQ individual effects additionally: wetting of the support strut of the Flugelabschmttes represents SS ie Anordming of the rigid rotor head, together with a flexurally soft in the neck area rotor.
Wählt man den Konuswinkel so, daß er in einem blatt hat zunächst zur Folge, daß die Lage der sogetypischen Betriebspunkt des Hubschraubers etwa an nannten äquivalenten Gelenke (Schlag- und die natürliche Lage der Blätter bei ausschließlich 15 Schwenkgelenke) in radialer Richtung weiter außen kollektiver Blattwinkeleinstellung angepaßt ist, so liegt als die Blatteinstellwinkelhülse. Die Blatteinwird der kollektive Anteil der Schlagbiegebelastung stellwinkelachse behält damit ihre Lage zur Rotoran der Blattwurzel weitgehend eliminiert; es wird ebene unabhängig von den Biegedeformationen des also die Schlagbiegebelastung erheblich verringert. Blattes bei (wesentlich sind die 1. Biegeeigenfrequen-If you choose the cone angle so that it is in a leaf, the first consequence is that the position of the so-typical Operating point of the helicopter, for example, at the equivalent joints (impact and the natural position of the blades with only 15 swivel joints) further out in the radial direction collective pitch angle adjustment is adapted, so is the blade pitch angle sleeve. The leaf will be the collective part of the impact bending load of the pitch axis thus retains its position in relation to the rotor the leaf root largely eliminated; it becomes independent of the bending deformations of the plane thus the impact bending load is significantly reduced. Sheet (essential are the 1st natural bending frequencies
Die Steifigkeit eines Rotorblattes in Schlagrichtung 20 zen). Die gemeinsame Verwendung der genannten
beruht im wesentlichen auf der Steifigkeit seines Merkmale wird auch die Verbesserung der Steuer-Tragholmes.
Die Steifigkeit in Schwenkrichtung wird Wirksamkeit, erhöhte Roll- und Nickdämpfung sowie
jedoch zum größten Teil durch den Aufbau des die verbesserte dynamische Stabilität bewirkt, und
Blattquerschnittes bestimmt und ist also größer. zwar ohne nachteilige Auswirkungen auf die Festig-Beim
erfindungsgemäßen Rotor ist die Schwenkstei- 25 keit des Rotors und seiner Steuerung sowie das
figkeit des Blattes ohne größere Beeinflußung der aeroelastische Verhalten des Rotors.
Schlagsteifigkeit verringert, indem die Blattwurzel zu Insbesondere bei einem Rotor mit RotorblätternThe stiffness of a rotor blade in the direction of impact 20 zen). The common use of the above is based essentially on the rigidity of its features, is also the improvement of the control beam. The rigidity in the pivoting direction is effectiveness, increased roll and pitch damping and, however, for the most part, the improved dynamic stability caused by the structure of the blade cross-section is determined and is therefore larger. In the rotor according to the invention, the pivoting stiffness of the rotor and its control as well as the strength of the blade do not have any major influence on the aeroelastic behavior of the rotor.
Impact rigidity is reduced by increasing the blade root, in particular in the case of a rotor with rotor blades
einem Halsabschnitt erweitert ist, der etwa die Ab- aus faserverstärktem Kunststoff, deren Tragholm im messungen und die Beschaffenheit des Traghohnes wesentlichen aus in Spannweitenrichtung verlaufenaufweist; der Rest des Blattes ist dann der Flügelab- 30 den Faserrovings besteht, erhält der Halsabschnitt schnitt. Je größer die Länge des Halsabschnittes ist, ■ einen Querschnitt etwa gleicher maximaler Biegeum so weicher ist das Blatt in Schwenkrichtung, ohne spannung in Schwenk- und Schlagrichtung. Dadurch daß die Schlagsteifigkeit sich wesentlich ändert. ist eine optimale Materialausnutzung möglich.a neck portion is expanded, which is about the Ab- made of fiber-reinforced plastic, the support spar in the Measurements and the nature of the supporting head essentially run in the direction of the span; The remainder of the leaf is then the wing cover which consists of fiber rovings, the neck section receives cut. The greater the length of the neck section, ■ a cross-section of approximately the same maximum flexure This is how softer the blade is in the pivoting direction, without tension in the pivoting and flapping direction. Through this that the impact stiffness changes significantly. an optimal material utilization is possible.
Die unmittelbaren Vorteile dieser Maßnahme sind Wie bereits ausgeführt, wird eine niedrigeThe immediate benefits of this measure are, as stated earlier, being a low one
also geringere Schwenkbiegemomente und als Folge 35 Schwenkfrequenz durch die Einführung eines Halsdavon geringeres Konstruktionsgewicht sowie kleinere abschnittes ermöglicht. Eine Senkung der ersten Steuerkräfte. Dieser letztere Effekt erklärt sich auch Schwenkeigenfrequenz des Blattes unter den kritidaraus, daß bei aufeinander abgestimmten Schlag- sehen Wert der Rotordrehfrequenz bedingt eine ex- und Schwenkfrequenzen die sich aus der Schlagbe- treme Weichheit des Halsabschnittes, die wiederum wegung und aus der Schwenkbewegung ergebenden 40 stark verringerte Schwenkmomente und dadurch Steuerkraftanteile subtrahieren. leichtes Konstruktionsgewicht zur Folge hat.thus lower swivel bending moments and as a result 35 swivel frequency due to the introduction of a neck thereof lower construction weight and smaller sections possible. A lowering of the first Control forces. This latter effect is also explained by the oscillating natural frequency of the blade among the critics, that with coordinated impact values the rotor rotational frequency requires an ex- and pivot frequencies that result from the tremor of impact softness of the neck section, which in turn movement and from the pivoting movement resulting 40 greatly reduced pivoting moments and thereby Subtract the tax force components. results in a light construction weight.
Die gemeinsamen Vorteile, die durch eine Anord- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in derThe common advantages brought about by an arrangement- An embodiment of the invention is shown in the
nung nach vorliegender Erfindung erzielt werden, Zeichnung dargestellt und im folgenden näher besind also in Folgendem zu sehen: schrieben. Es zeigttion can be achieved according to the present invention, drawings shown and besind in more detail below so to be seen in the following: wrote. It shows
Der Rotor erhält ein Blattbiegeeigenfrequenzver- 45 F i g. 1 einen Rotorkopf für vier Blätter, bei dem
hältnis in Schlagrichtung von > 1, wirkt also wie ein jedoch nur ein Rotorblatt dargestellt ist,
äquivalentes Schlaggelenk. Gleichzeitig erhält er ein Fig.2 ein Rotorblatt mit einem geschnittenenThe rotor is given an inherent bending frequency of the blade. 1 a rotor head for four blades, with a ratio in the direction of flap of> 1, so it acts like a but only one rotor blade is shown,
equivalent flapping joint. At the same time he receives a rotor blade with a cut
erstes Blattbiegeeigenfrequenzverhältnis in Schwenk- Halsabschnitt,first blade bending natural frequency ratio in pivoting neck section,
richtung <1, wodurch er wie ein äquivalentes F i g. 3 eine schematische Seitenansicht des Rotor-direction <1, which makes it look like an equivalent F i g. 3 a schematic side view of the rotor
Schwenkgelenk wirkt. Die Kombination beider 50 kopfes.Swivel joint acts. The combination of both 50 heads.
Eigenfrequenzen läßt die Phasenzuordnung von Der in F i g. 1 gezeigte Rotorkopf 1, welcher vierThe phase assignment of the in F i g. 1 shown rotor head 1, which four
Schlag- und Schwenkbiegeschwingungen leichter be- Rotorarme aufweist, ist mit der Rotorwelle 2 starr einflußbar werden. Die Blattverstellachse in radialer * verbunden.The rotor arms are rigid with the rotor shaft 2 become influenceable. The pitch axis is connected in a radial *.
Richtung liegt dabei innerhalb der sogenannten äqui-"· In dem als Blattwinkellagerhülse ausgebildeten valenten Gelenke. 55 Rotorarm 3 ist eine Blattwurzelhülse 4 drehbar an-The direction lies within the so-called equi- "· In that designed as a blade angle bearing sleeve valent joints. 55 rotor arm 3 is a blade root sleeve 4 rotatably
Diese durch die starre Blattinnenhülse plus biege- geordnet, so daß sie Blattwinkelbewegungen ausfühweichem
Halsabschnitt erreichten Vorteile ermögli- ren kann. Diese Blattwinkelbewegung wird in bechen
gleichzeitig die notwendige Torsionssteife für kannter Weise über eine Steuerstange, welche an
den Halsabschnitt und damit die benötigte präzise, einem an der Blattwurzelhülse 4 angeordneten Steuverlustfreie
Übertragung der Steuerbewegungen auf 60 erhorn 5 angelenkt ist, gesteuert,
den aerodynamisch wirksamen Teil des Rotorblattes, Die Blattwurzelhülse 4 nimmt die mit einem Beden
Flügelabschnitt. Es wird auch das Übertragen schlag 6 versehene Wurzel des Rotorblattes 7 auf.
aerodynamischer Instabilitäten (Flattern) vermieden. Die Verbindung zwischen dem Beschlag 6 und derThese are arranged in a flexible manner by the rigid inner blade sleeve plus, so that they can enable advantages achieved in blade angle movements with a soft neck section. This blade angular movement is simultaneously controlled by the necessary torsional stiffness in a known manner via a control rod, which is articulated to the neck section and thus the required precise transmission of the control movements to 60 increased 5 arranged on the blade root sleeve 4 without loss of control.
the aerodynamically effective part of the rotor blade, the blade root sleeve 4 takes the wing section with a Beden. It is also the transferring impact 6 provided root of the rotor blade 7 on. aerodynamic instabilities (flutter) avoided. The connection between the fitting 6 and the
Durch die Kombination der biegeweichen Ausbil- Blattwurzelhülse 4 ist starr, d. h. sie läßt weder
dung des Blattwurzelbereiches in Form eines Halsab- 6g Schlag- noch Schwenkbewegungen zu.
schnittes mit dem Konuswinkel α sowie der Verwen- Das Rotorblatt 7 besteht aus einem Halsab-Due to the combination of the flexible form-leaf root sleeve 4, it is rigid, ie it does not allow the leaf root area to be formed in the form of a neck flapping or pivoting movements.
The rotor blade 7 consists of a neck section with the cone angle α and the
dung der starren Blattwinkelhülsen am Rotorkopf schnitte und dem den eigentlichen Auftrieb liefernwird der Abstand bzw. der Winkel zwischen der den Flügelabschnitt 9, der bis zur Blattspitze reicht.the rigid blade angle sleeves on the rotor head and which will provide the actual lift the distance or the angle between the wing section 9, which extends to the blade tip.
5 65 6
Der Flügelabschnitt 9 ist in Schwenkrichtung sehr stungen etwa gleich sind, wodurch eine optimaleThe wing section 9 is very stable in the pivoting direction are approximately the same, creating an optimal
steif. Die Schwenkeigenfrequenz des gesamten Ro- Materialausnutzung gegeben ist. Nach Festliegen derstiff. The swing natural frequency of the entire ro-material utilization is given. After the
torblattes wird im wesentlichen durch die Länge α Querschnittsform des Halsabschnittes kann lediglichdoor leaf is essentially by the length α cross-sectional shape of the neck portion can only
und die Querschnittsform des Halsabschnittes be- durch Variation der Länge α die Schwenkeigenfre-and the cross-sectional shape of the neck portion changes the natural pivot fre- quency by varying the length α
stimmt. In Schlagrichtung weisen jedoch der Flügel- 5 quenz geändert werden, ohne daß die Schlageigenfre-it's correct. In the flapping direction, however, the wing frequency can be changed without the flapping natural frequency being
abschnitt und der Halsabschnitt etwa gleiche Steifig- quenz noch merklich beeinflußt wird,section and the neck section about the same stiffness is still noticeably influenced,
keiten auf, so daß bei Variation der Halslänge α die Da durch die angegebene Bauweise mit faserver-so that when the neck length α is varied, the Da due to the specified construction with fiber-reinforced
Schlageigenfrequenz nicht wesentlich beeinflußt stärktem Kunststoff das spezifische Blattgewicht sehrNatural impact frequency does not significantly affect the specific sheet weight strengthens plastic
wird. gering wird, kann durch eine Anhäufung von Mate-will. becomes small, can be caused by an accumulation of material
Fig. 2 zeigt ein typisches, aus faserverstärktem io rial im Außenbereich des Rotorblattes, wie im Quer-Fig. 2 shows a typical, made of fiber-reinforced io rial in the outer area of the rotor blade, as in the transverse
Kunststoff aufgebautes Rotorblatt 20, wobei sowohl schnitt 11 der F i g. 1 angedeutet, oder durch Anbrin-A rotor blade 20 constructed from plastic, with both section 11 of FIG. 1 indicated, or by attaching
der Flügelabschnitt 21 als auch der Halsabschnitt 22 gen von Blattspitzengewichten 10 das für die Autoro-the wing section 21 as well as the neck section 22 gene of blade tip weights 10 that for the car
im Querschnitt dargestellt sind. Die in Spannweiten- tationsfähigkeit geforderte Massenträgheitsmoment er-are shown in cross section. The mass moment of inertia required in the span expansion capability
richtung verlaufenden Faserrovings bilden im Flügel- reicht werden. Es ist einleuchtend, daß sich bei einerDirectional fiber rovings form in the wing. It is evident that one
abschnitt den massiven Tragholm 23, der im Quer- 15 Verlagerung der trägen Masse in den Blattspitzenbe-section the massive support spar 23, which in the transverse 15 displacement of the inertial mass in the blade tip
schnitt etwa sichelförmig ausgebildet ist. Der Rest reich bei bestimmtem gefordertem Trägheitsmomentsection is approximately sickle-shaped. The rest is rich with a certain required moment of inertia
des Profils ist beispielsweise aus einer aus kunstharz- ein geringeres Blattgesamtgewicht ergibt,the profile is, for example, made of synthetic resin results in a lower total blade weight,
getränkten Fasermatten aufgebauten Schale 24 mit Fig.3 zeigt eine schematische Seitenansicht einessoaked fiber mats built up shell 24 with Figure 3 shows a schematic side view of a
einem eingelagerten Stützkern 25 aus Schaumstoff Rotors 30, aus der der feste, durch Voreinstellung deran embedded support core 25 made of foam rotor 30, from which the fixed, by presetting the
aufgebaut. ao Rotorarme 31, 32 erreichte Konuswinkel α ersieht-built up. ao rotor arms 31, 32 seen cone angle α
Der Halsabschnitt 22 bildet die Fortsetzung des lieh ist. Dadurch wird jedem Blatt, z.B. 33, 34, be-The neck portion 22 forms the continuation of the borrowed is. This means that each sheet, e.g. 33, 34, is
Tragholmes 23, d. h., die Querschnittsfläche des reits etwa der Einstellwinkel gegeben, den das BlattTragholmes 23, d. i.e., the cross-sectional area of the reits roughly given the angle of incidence that the blade
Tragholmes und des Halsabschnittes entsprechen an der Einspannstelle bei ausschließlich kollektivemThe support bar and the neck section correspond to the clamping point in the case of exclusively collective
sich in etwa. Die Querschnittsform des Halsabschnit- Einstellwinkel in einem typischen Betriebspunkt ein-itself roughly. The cross-sectional shape of the neck cut-off angle at a typical operating point
tes, gekennzeichnet durch das Verhältnis Höhe b zu 25 nehmen würde, so daß sich in bereits beschriebenertes, characterized by the ratio height b to 25 would take, so that in already described
Breite c, ist so gewählt, daß die durch Schlagbiegung Weise aus der kollektiven Einstellung kein Biegemo-Width c, is chosen so that the collective setting caused by flapping bending does not result in any bending
und Schwenkbiegung verursachten maximalen BeIa- ment an der Blattwurzel ergibt.and swiveling caused maximum contribution to the blade root.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
und Schwenkgelenken zur Folge hatte. Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor derare already from the early days of the helicopter. It is betechnik known from the British patent specification 639 572 and are in the book "Helicopter, the rotor arms under a fixed cone winch and vertical take-off planes" by Just, 1963, to be arranged at a angle to the rotor plane so that the Blattden pp. 367, 368. To reduce the lifting moments that occur. However, with the 55, for example, the control forces, reverse control, and the stability of the blade vibrations, the influence of the alternate bending loads always led to premature material fatigue, and this is neither aimed at nor broken, which ultimately leads to the introduction of flapping,
and swivel joints. It is the object of the invention to provide a rotor of the
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US746871A US3477796A (en) | 1967-09-14 | 1968-07-23 | Helicopter rotor construction |
GB1232037D GB1232037A (en) | 1967-09-14 | 1968-08-06 | |
FR1595587D FR1595587A (en) | 1967-09-14 | 1968-09-13 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB0094467 | 1967-09-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1531375A1 DE1531375A1 (en) | 1970-01-29 |
DE1531375B2 true DE1531375B2 (en) | 1973-08-16 |
DE1531375C3 DE1531375C3 (en) | 1974-04-11 |
Family
ID=6987601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1531375A Expired DE1531375C3 (en) | 1967-09-14 | 1967-09-14 | Flapless and pivot-less, but not rigid rotor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1531375C3 (en) |
ES (1) | ES358180A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2541998A1 (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-24 | Messerschmitt Boelkow Blohm | BLADE CONNECTION TO A ROTOR HUB |
-
1967
- 1967-09-14 DE DE1531375A patent/DE1531375C3/en not_active Expired
-
1968
- 1968-09-14 ES ES358180A patent/ES358180A1/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2541998A1 (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-24 | Messerschmitt Boelkow Blohm | BLADE CONNECTION TO A ROTOR HUB |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1531375C3 (en) | 1974-04-11 |
ES358180A1 (en) | 1970-04-01 |
DE1531375A1 (en) | 1970-01-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |